以某農(nóng)用高壓共軌柴油機(jī)為研究對(duì)象,將應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)(design of experiment, DoE)與數(shù)值仿真相結(jié)合,對(duì)柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化仿真。選取柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)參數(shù)與配氣相位作為設(shè)計(jì)變量,通過試驗(yàn)獲得設(shè)計(jì)目標(biāo)的響應(yīng)特性,擬合得到響應(yīng)面近似模型。應(yīng)用遺傳預(yù)測(cè)算法進(jìn)行多參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化求解,得到柴油機(jī)常用工況下的最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。研究結(jié)果表明:設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化后,柴油機(jī)的有效扭矩提高了2.6%,有效比油耗降低了2.5%,排氣溫度降低了16.7%。

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圖3 柴油機(jī)一維仿真模型

結(jié)合離散的進(jìn)氣系統(tǒng),在GT-Power軟件中構(gòu)建一維柴油機(jī)仿真模型,見圖3。在轉(zhuǎn)速為1000～2400r/min時(shí),定義8個(gè)工況點(diǎn)進(jìn)行柴油機(jī)性能試驗(yàn)和仿真,計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為100個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán),以串行方式來提交仿真計(jì)算,利用Origin繪圖軟件對(duì)仿真與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。柴油機(jī)性....

圖4 柴油機(jī)性能試驗(yàn)與仿真曲線對(duì)比

在轉(zhuǎn)速為1000～2400r/min時(shí),定義8個(gè)工況點(diǎn)進(jìn)行柴油機(jī)性能試驗(yàn)和仿真,計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為100個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán),以串行方式來提交仿真計(jì)算,利用Origin繪圖軟件對(duì)仿真與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。柴油機(jī)性能試驗(yàn)與仿真曲線對(duì)比如圖4所示。由圖4可知,仿真與試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的誤差較小,小....

圖5 進(jìn)氣正時(shí)與排氣正時(shí)對(duì)有效扭矩的響應(yīng)面

f(x)=237.8+1.1678φ1-11.987φ2-0.2946d-0.1901l1-0.2464l2-5.2128φ1φ2+0.4175φ1d-0.0565φ1l1+0.2461φ1l2-0.063φ2d+1.0433φ2l1-0.5196φ2l2-....

圖6 排氣正時(shí)遺傳預(yù)測(cè)算法迭代過程

為了獲得響應(yīng)面模型方程的全局最優(yōu)解,本文中在標(biāo)準(zhǔn)的遺傳預(yù)測(cè)算法中采用浮點(diǎn)數(shù)編碼進(jìn)行選擇、交叉、變異。定義最大迭代次數(shù)為100次,收斂判斷條件定義為在25個(gè)迭代后響應(yīng)不再發(fā)生變化。初始群體是40個(gè),突變率是10%,交叉概率0.1%,變異概率0.01%。選擇方式是最優(yōu)淘汰制,雜交方式....

本文編號(hào)：4033755